光波在透过毛玻璃、云雾、烟尘以及生物组织等散射介质时,由于散射介质内部折射率的分布不均匀,光波在其内部传输时会发生强散射。然而传统的直接成像技术大多依赖于未被散射的弹道光子,无法解决透过散射介质进行光学成像的问题。此外,现有的散射成像技术比如散斑相关、浴帘效应、光学传输矩阵、波前调制等在透过介质成像时,存在分辨率低、视场和带宽受限等不足。编码孔径相关全息技术是2016年提出的一种新的非相干全息技术,其凭借高分辨率、大景深及高速成像等优良的成像性能在天文成像及生物医学领域大放异彩。本文将编码孔径相关全息技术引入散射成像领域,主要研究非相干编码孔径相关全息透过散射介质成像机理,实现透过散射介质的动态目标追踪及三维成像,并开展相关景深扩展研究。具体研究工作如下:(1)根据现有编码孔径相关全息技术成像理论,结合散射介质特性,建立编码孔径相关全息透过散射介质成像模型。该方法突破传统光学原理的束缚,实现复杂目标的光学图像信息获取和解译,克服传统全息技术中无法透过散射介质非相干成像的不足,可完成传统光学方式无法实现的透过散射介质的高分辨率成像。(2)对隐藏在散射介质后的二值目标、二维运动目标及三维目标快速重构。结合编码孔径相关全息成像原理及高鲁棒性的非线性重建算法,即可快速有效地重建出二值及三维目标,同时可实现二维运动目标成像。其优势在于重构目标的分辨率可以与透镜成像相媲美,且采用的非线性重建算法重构时间仅为传统的解卷积算法的1/20。(3)透过散射介质的编码孔径相关全息成像系统景深拓展研究。基于编码孔径相关全息技术,将散射成像系统景深提高至21.7mm,是传统解卷积成像技术的3倍。而基于PSF估计的景深延拓技术,再次将透过散射介质的COACH系统景深扩展至26.3mm,可对隐藏在散射介质后的物体进行大景深成像。综上,本文对基于编码孔径相关全息透过散射介质成像进行了深入研究,实现对隐藏在散射介质后的物体的高分辨率成像及大景深成像,该方法具备高速成像、高精度、装置简单等优势,在一定程度上促进了新型散射成像技术的发展。